Projektový příklad 1
1. Připravili jste KMnO4 oxidativní elektrolýzou K2MnO4. Zvážením roztoku po elektrolýze jste zjistili, že máte 1400g roztoku. Roztok jste odpařili do sucha a získali jste 90g látky. Z analýzy jste zjistili, že odparek obsahoval pouze KMnO4 a KOH v molárním poměru 1:3. Obě látky bylo potřeba od sebe oddělit. Oddělili jste je pomocí rušené krystalizace, přípravou roztoku, který byl nasycený pro méně rozpustnou složku. Méně rozpustná složka při ochlazení ze 60 stupnů na 20 stupnů vykrystalizovala. Krystalky jste odfiltrovali, avšak ve filtrátu přesto zbyla určitá část první složky ( odpovídající rozpustnosti při 20 stupních) Zbavili jste se jí odpařením roztoku na hmotnost trochu větší než odpovídá rozpustnosti druhé složky a opět jste vypadlé krystaly po ochlazení odfiltrovali. Roztok jste poté znovu ohřáli a zahustili tak, aby vykrystalizovala i druhá složka.
( Pro výpočet předpokládáme, že rozpustnosti solí se vzájemně neovlivňují , takže hodnory pro rozpustnost čistých látek ve vode můžeme použít i pro směsi.
Vypočítejte :
1) Jaký je hmostnostní zlomek KMnO4 v roztoku po preparativní elektrolýze ?
2) Kolik gramů KOH je obsaženo v odparku ?
3) Jaká bude hmotnost roztoku před první rušenou krystalizací ?
4) Na jakou hmotnost se musí roztok zahustit před krystalizací druhé složky ?
Předem děkuji za jakoukoliv odpověd, s tímto příkladem si vůbec nevím rady.
( Pro výpočet předpokládáme, že rozpustnosti solí se vzájemně neovlivňují , takže hodnory pro rozpustnost čistých látek ve vode můžeme použít i pro směsi.
Vypočítejte :
1) Jaký je hmostnostní zlomek KMnO4 v roztoku po preparativní elektrolýze ?
2) Kolik gramů KOH je obsaženo v odparku ?
3) Jaká bude hmotnost roztoku před první rušenou krystalizací ?
4) Na jakou hmotnost se musí roztok zahustit před krystalizací druhé složky ?
Předem děkuji za jakoukoliv odpověd, s tímto příkladem si vůbec nevím rady.
Odpovědi
Diskuze
V následujícím výpočtu hodnoty, týkající se KMnO4 budou mít index 1, KOH index 2.
n1*158,034 + n2*56,106 = 90g; n1/n2 = 1/3 => n2 = 3*n1; dosadíme do první rovnice za n2:
n1 * 158,034 + n1*3*56,106 = 90 => 326,352*n1 = 90 => n1 = 90/326,352 = 0,2758mol
m1 = n*M = 0,2758*158,034 = 43,58g KMnO4; m2 = 90-43,58 = 46,42g KOH. (2)
Hmotnostní zlomek KMnO4 v roztoku je 43,58/1400 = 0,0311 (1)
Nyní odparek rozpustíme tak, abychom dostali nasycený roztok KMnO4 při 60°C. Rozpustnost KMnO4 při této teplotě je 22,2g/100g vody. Odparek tedy rozpustíme v
m(H2O) = 100*43,58/22,2 = 196,3 g vody. Hmotnost roztoku pak bude m(rozt.) = 196,3+90 = 286,3g (3)
Rozpustnost KOH při 20°C je 112g/100g vody. V matečném roztoku po první krystalizaci je celá výchozí hmotnost KOH, t.j. 46,42g KOH. Rozpustnost KMnO4 je při 20°C 6,4g/100g vody. V roztoku po první rušené krystalizaci tedy zůstalo m1 = 196,3*6,4/100 = 12,56g KMnO4. Množství vody před druhou krystalizací tedy musíme snížit odpařením na m(H2O) = 46,42*100/112 = 41,45g a při mírném přebytku vody na 42g. Celková hmotnost roztoku pak bude
m(rozt.) = 42 + 12,56 + 46,42 = 100,98g (4)
OK?